Jatkuva magneettimoottorien kehitys käynnistää seuraavan aallon korkean tarkkuuden sovelluksissa

Viime vuosina tehoelektroniikan nopean kehityksen ja älykkäiden sekä automatisoitujen koneiden laajalle levinneisyyden myötä moottoritekniikka on siirtynyt uuteen aikakauteen. Elektroniikkateollisuus, lääketeknisten laitteiden, ilmailu- ja avaruusteollisuus sekä robotiikka asettavat yhä tiukemmat vaatimukset moottorien suorituskyvylle – erityisesti nopeuden tarkkuudessa, vääntömomentin stabiilisuudessa, melunhallinnassa ja pitkän aikavälin luotettavuudessa.

Tässä tilanteessa vaihtovirtamoottori (BLDC-moottori) on muodostunut yhdeksi globaalin markkinan pääasiallisista ja luotetuimmista valinnoista.

Miksi valita harjaton tasavirtamoottori? — Tarkkuus, suorituskyky ja kestävyys yhdistettynä

Harjallisiin tasavirtamoottoreihin verrattuna BLDC-moottorit eivät käytä mekaanisia harjoja, vaan niissä käytetään sähköistä kommutaatiota, mikä tarjoaa merkittäviä etuja:

• Pidentynyt käyttöikä — ei mekaanista kitkaa, vähäinen kulumi
• Korkean tarkkuuden säätö — tarkka nopeuden ja kulman säätö
• Laaja nopeusalue — satoista kierroksista kymmeniin tuhansiin RPM:iin
• Alhainen melu ja värähtely — ihanteellinen lääketieteellisiin ja laboratorioympäristöihin
• Korkea hyötysuhde ja alhainen virrankulutus — sopii jatkuvatoimiseen käyttöön 24/7
• Vähäiset huoltokustannukset — ei tarvetta hiilisokejen vaihdolle

Näiden ominaisuuksien ansiosta BLDC-moottoreita käytetään laajasti UAV-sovelluksissa, robotiikassa, AGV-ajoneuvoissa, hengityskoneissa, sähkötyökaluissa, kompressoreissa, pumppuissa ja älykkäissä koti laitteista.

Pysyvämagneettisen harjattoman tasavirtamoottorin sisäinen rakenne

BLDC-moottori on kolmivaiheinen moottori, joka toimii tasavirralla ja ohjataan elektronisella kommutaatiolla. Se koostuu pääasiassa:

• Staattori (monivaiheisilla kierroksilla)
• Rotori (pysyvillä magneeteilla)

Rottorin asemointimenetelmästä riippuen BLDC-moottorit voidaan jakaa kahteen tyyppiin:

1. Hallin anturilla varustetut harjattomat tasavirtamoottorit (Sensored BLDC)

Varustettu asemantarinoilla (esim. Hallin antureilla), jotka seuraavat roottorin magneettisten navan asemaa. Ohjauspiiri (MCU) suorittaa tarkan kommutoinnin anturisignaalin perusteella.

Ihanteellinen:

• Suuri käynnistysveto
• Alhainen nopeus
• Sovellukset, joissa vaaditaan stabiilia nopeudensäätöä

2. Anturittomat harjattomat tasavirtamoottorit

Roottorin asema tunnistetaan käämien takaisinindusoituneen jännitteen (back-EMF) avulla.

Eteistä ovat:

• Yksinkertaisempi rakenne
• Matalampi hinta
• Erinomaiset korkean nopeuden ja jatkuvan käytön sovelluksiin (tuulettimeen, pumppuihin, työkaluihin)

Molempia BLDC-moottorityyppejä voidaan täysin räätälöidä jännitteen, väännön, KV-arvon, mittojen, akselin tyypin ja kaapeloinnin vaatimusten mukaan.

Moottorikäämien ja kommutointiperiaatteen

Staattori sisältää kuusi kelaa, jotka muodostavat kolme keloitusparia (A, B, C-vaiheet). Jokaisen syklin aikana vain kaksi vaihetta on kytkettynä. Kommutaatiojärjestykset ovat:

• Eteenpäin pyöriminen: A-B → A-C → B-C → B-A → C-A → C-B
• Taaksepäin pyöriminen: B-A → B-C → A-C → A-B → C-B → C-A

Häviöiden minimoimiseksi ja väännön maksimoimiseksi kommutaation on tapahduttava, kun staattorin magneettikenttä on kohtisuorassa roottorin magneettikenttää vastaan – tämä on ratkaisevan tärkeää BLDC-moottorien korkean suorituskyvyn saavuttamiseksi.

Moottorin suorituskyvyn kaavat (usein kysyttyjä ostajilta)

1. Nopeuskaava

n = 60f / P

n: nopeus (r/min) f: sähköinen taajuus P: napaparien lukumäärä

2. Vääntömomenttikaava

T = 9550P / n

T: vääntömomentti (N·m) P: teho (kW) n: nopeus (r/min)

Esimerkiksi:

• Kotitalouspuhallinfanimoottori pyörii noin 1500 r/min ja sen teho on kymmeniä watteja
• Korkeanopeudet teollisuuden BLDC-moottorit voivat saavuttaa kymmeniätuhansia kierroksia minuutissa kilowatin luokan teholla

Insinööritiimimme voi auttaa moottorivalinnassa perustuen vaadittuun vääntömomenttiin, tehoon ja nopeuteen.

Sovellukset: Teollisuusjärjestelmistä kuluttajaelektroniikkaan

Erinomaisen hyötysuorituksen ja luotettavuuden ansiosta kestomagneettiset BLDC-moottorit ovat nykyisin käytössä seuraavissa sovelluksissa:

• Lääkintälaitteet (hengityskoneet, sentrifugit, kirurgiset laitteet)
• UAV:n eteenpäin vievät järjestelmät
• Robotiikka ja servokäytöt
• Teollinen automaatio ja AGV-järjestelmät
• Korkean tarkkuuden pumput, puhaltimet ja kompressorit
• Sähkötyökalut ja kotitalouslaitteet

Olitpa prioriteettisi hiljaisuus, nopeus, vakaus tai pitkäaikainen kestävyys, BLDC-moottori on edelleen ylivoimainen valinta.

Edut ammattilaisena BLDC-moottorien toimittajana

• Täydellinen räätälöinti (jännite, KV, vääntömomentti, kotelon koko, akselivaihtoehdot, kierrostyypit, liittimet jne.)
• OEM-/ODM-palvelu vakaa tuotantokapasiteetti
• Sovitetut BLDC-moottorin ohjaimet ja ajopaneelit
• Kattavat luotettavuustestit (ikääntymistesti, korkea/alhainen lämpötila, iskut, eristys)
• Nopea prototypointi ja tekninen tuki

Sitoudumme tarjoamaan maailmanlaajuisille asiakkaille suorituskykyisiä, tarkkoja ja luotettavia harjattomien vaihtovirtamoottorien ratkaisuja pitkäaikaiseen käyttöön.